Les Pep'des PLAN. 1) Classifica/on. 2) Liaison pep/dique - type de liaison - géométrie - nomenclature. 3) Ionisa/on des pep/des.

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1 Les Pep'des PLAN 1) Classifica/on 2) Liaison pep/dique - type de liaison - géométrie - nomenclature 3) Ionisa/on des pep/des 4) Hydrolyse 5) Pep/des d intérêt biologique

2 Pep(des 1- Classifica/on - Pep'des < 50 acides aminés Oligopep'des (di, tri-, tetra-, etc.) 10 aa Polypep'des > 10 aa - Protéines > 50 acides aminés et combinaison possible avec d autres structures (glucides, lipides, etc.) - Séquence en aa: du N- terminal (gauche) au C- terminal (droite) - Abrévia'ons 3 lelres: Ala, Gly, Phe, Val, etc. 1 lelre: A, G, F, V. Ala Gly Phe Val ou A- G- F- V

3 Pep(des 2-La liaison pep/dique Type de liaison Liaison de type amide entre les 2 Cα des 2 aa Liaison stable. La chaîne qui comprend les liaisons amide est appelée la chaîne principale, alors que les subs'tuants, R, cons'tuent les chaînes latérales. 1.33Å Résonance des e- (C=O et doublet libre de N) - > mésomères Structure rigide.

4 Pep(des 2-La liaison pep/dique Géométrie Les 6 atomes sont coplanaires Dans l'enchainement des plans pep'diques, il y a 2 degrés de liberté. - L'angle de rota'on autour de la liaison C- Cα déterminé par ψ (Ν, Cα,C, N) - l'angle de rota'on autour de la liaison Cα- N déterminé par φ (C,N,Cα,C) C- N (φ) et C- C (ψ) Les rota'ons sont libres et seulement limitées par l encombrement stérique de R Les 2 Cα en posi'on Trans / liaison C- N (plus favorable thermodynamiquement) N H H C H N φ R C O O C ψ

5 Pep(des 5-Peptides d intérêt biologique Glutathion - > Glu- Cys- Gly L'une de ses fonc'ons biologiques est l'élimina'on de produits dérivés de l'oxygène qui sont hautement réac'onnels et donc toxiques pour la cellule: l'anion superoxyde O2 - est transformé en oxygène et peroxyde d'hydrogène par la superoxyde dismutase puis le peroxyde d'hydrogène (H2O2) est éliminé par la catalase ou la glutathion peroxydase selon la réac'on : 2 glutathion- SH + H- O- OH > glutathion- S- S- glutathion + 2 H 2 O

6 Pep(des 5-Peptides d intérêt biologique Aspartame (synthé/que) E951 - > Aspartyl- Phenylalanine methyl ester X sucrant/saccharose. Faible apport calorique

7 Pep(des 5-Peptides d intérêt biologique neuropep'des Enkephalines Tyr Gly Gly Phe Leu (Leu- enkephaline) Pep'des vasomoteurs Bradykinines

8 Pep(des 5-Peptides d intérêt biologique Pep'des hormonaux Ocytocine Vasopressine

9 Les Protéines PLAN 1) Structure primaire 2) Structure secondaire - Hélice alpha - Feuillet beta - Coude - Random coil 3) Structure ter/aire - Protéines fibreuses/ globulaires 4) Structure quaternaire

10 2 groupes: Holoprotéines (aa uniquement) Hétéroprotéines (aa + groupement prosthé'que, glucide, lipide) liaison covalente Il y a quatre niveaux de structure des protéines: Primaire La structure primaire correspond à l enchainement des acides aminés, autrement appelée séquence. Les structures secondaires sont des mo'fs simples comme des coudes ou des hélices, feuillets donnant sa forme à la protéine. La structure ter/aire correspond à l agencement d un monomère dans l espace (un monomère = une seule séquence d AA). Quaternaire La structure quaternaire correspond à l agencement des protéines polymériques, c'est- à- dire des protéines composé de plusieurs monomères liés entre eux par des liaisons non pep'diques. Secondaire Tertiaire

11 La structure primaire Programmes informa'ques permelent d étudier: - Les familles moléculaires de protéines - Evolu'on moléculaire (phylogénie) - Détermina'on de signatures spécifiques de protéines (Bases de données de protéines) ( gènes et seulement 1,5% traduits)

12 Les structures secondaires 1. Hélice- α Stabilisa'on par des liaisons H entre le groupement N H (résidu: i) et C=O (résidu: i+4) 3,6 résidus/tour (13 atomes/tour) Pas= 0,54 nm (5,4 Å) Diamètre = 0,5 nm R à l extérieur de l hélice (encombrement stérique faible) - >Asp, Glu, Arg et Lys destabilisent l hélice /Pro: point de rupture Hélice uniquement avec aa de la même série (L ou D) (Configura'on L - > enroulement à droite) i+4 i+2 i

13 Les structures secondaires Autres structures hélicoïdales L'hélice 3 10 : Fait une liaison hydrogène avec le groupe C=O du résidu I et le groupe N- H du résidu I+3. CeLe hélice est plus étroite et plus allongée que l'hélice α. (pas: 3 résidu et 6Å). Ce type de conforma'on est peu fréquent et sa longueur dépasse rarement 1 à 2 tours. L'hélice Π: Fait une liaison hydrogène avec le groupe C=O du résidu I et le groupe N- H du résidu I+5. CeLe hélice est plus large et plus ramassée que l'hélice α. (pas 4 résidu et 5Å). Ce type de conforma'on est rare.

14 2. Feuillet-β plissés Les structures secondaires Stabilisa'on par des liaisons H entre le groupement N H et C=O de deux segments différents (même chaîne ou chaînes différentes) Structure à plat, é'rée ( accordéon ) Répar''on alterna've de R de part et d autre du plan noyau 6,6Å

15 feuillets β an/ parallèles feuillets β an' parallèles + stable feuillets β parallèles Dans les feuillets parallèles les brins ne peuvent pas être consécu'fs C Structure mixte feuillets β parallèles N

16 Les feuillets β ne sont pas plans 3,4Å Les chaines latérales s'orientent alterna'vement au dessus et en dessous du plan du feuillets (encombrement minimal) Les feuillets sont très u'les pour créer des interfaces (hydrophobe- hydrophobe)

17 Les structures secondaires 3. Le coude (Les turns et les loops, épingle à cheveux) Différentes structures secondaire reliées par des boucles. Ces boucles sont de longueurs variables (4-12 résidus) et ne sont pas structurées. 1 ou 2 liaisons H entre le premier et le dernier résidu du coude La configura'on de la proline peut provoquer un changement de direc'on Favorise la forma'on de feuillets plissés an'parallèles 4. Random coil Structure non périodique qui obéit aux contraintes locales du voisinage

18 Les structures ter/aires Repliement dans l espace 3- D d une chaîne polypep'dique Structure basée sur différents types d interac'ons entre les chaînes latérales des aa Influence du milieu dans lequel se trouve la protéine (ph, solvant, t C, force ionique, agents chaotropiques, etc) Liaison covalente: Pont disulfure (S- S) Liaisons non covalentes: Liaison H Liaisons électrosta'ques Liaisons de van der Waals

19 1. Protéines fibreuses Fibres longues Protéines de structure Ex: α- kera'nes (cheveux, ongles, peau) 3 hélices- α Fibroïnes (Fils de soie /Toile d araignée) feuillets plissés an'parallèles Toile d araigné: Sécrétée par les glandes séricigènes (abdomen) Extrêmement résistante et élas'que (feuillets + hélice) Résiste à une trac'on de 140 kg/mm 2 (+ résistant que le kevlar, acier)

20 2. Protéines globulaires Compactes, sphériques Protéines impliquées dans: biosynthèse, transport et métabolisme Chaînes latérales polaires orientées vers l extérieur en interac'on avec le milieu aqueux Ex: myoglobine (stockage oxygène dans les muscles) 3. Protéines transmembranaires 1- interac'on par une hélices α hydrophobe transmembranaire 2- interac'on par plusieurs hélices α hydrophobes transmembranaires; 3- interac'on par un tonneau β transmembranaires

21 La structure quaternaire Organisa'on des protomères (sous unités) Chaque protomère a sa propre structure III Associa'on/dissocia'on permet: Fonc'ons de signalisa'on, transport ou de contrôle Ex: enzymes allostériques, hémoglobine Hb:4 sous unités (2 chaînes alpha, 2 chaînes beta) avec noyau hème pour fixer l O2